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2016年4月 3日 (日)

尿で発電する技術、貧困地域を照らせるか!

世界の最も貧しい地域では、エネルギーが不足している。尿から電気を生み出す見通しに一部の科学者が色めき立っているのはこのためです。

 

 人間の排せつ物は、つまるところ、どのコミュニティーにも大量にあるものの1つです。また、研究により、微生物燃料電池(MFC)という装置を使い、少量の尿で少量の電気をつくれることが実証されました。平均的な人間は1日に1リットルから2リットル弱の尿を排出します。

 

 問題は、発電量がわずかな割に燃料電池のコストが高いことです。しかし、英国の研究チームが最近、発電量を増やしながらも、実験的な燃料電池のコストを抑える方法を考案しました。この結果、尿を発電源とする燃料電池は、大きさが約6.5平方センチメートル未満でコストが1.503ドル(約170340円)になりました。発電量は依然としてわずかですが、電池は数滴の尿で稼働するものであり、開発は正しい方向に向かっています。

 

 微生物燃料電池に注目が集まっているのは、自然に発生する微生物を使って室温で稼働し、しかも有害な廃棄物がほとんど出ないという理由からです。電池内の微生物は、尿に含まれる尿素などの有機物を分解することで電子を放出します。燃料電池はこの電子をアノード(電子が出て行く極)からカソード(電子を受け止める極)に流れる電流に変えることができます。

 

 アノードには反応速度を上げるためにプラチナが含まれていることがしばしばですが、英国の科学者チームは、炭素布とチタンワイヤーで代用することでコストを抑えられることを発見しました。チームはブドウ糖と卵のタンパク質(どちらも生ゴミに多い)でできた触媒も追加しました。電極の長さを2倍にしたところ発電量が10倍に増え、3つの小さな燃料電池を互いに重ねても同様に10倍になったといいます。

 

 ただ、これらの小さな装置がすぐにラスベガスの夜を照らせるようになるわけではありません。1個の燃料電池が2-3滴の尿で発電するのは、100万分の1ワット未満です。専門家の間には、発電量があまりにも少ないため、尿を使った燃料電池が普及することはないと見る向きもあります。ペンシルベニア州立大学の微生物燃料電池専門家、ブルース・ローガン氏は、「尿は発電源としての価値より、肥料としての価値の方が高いのではないかと思う」と話しています。同氏は英国チームの研究には参加していません。

 

 この技術を実世界で使えるほどスケールアップするのは、物理学の法則上難題ですが、論文の執筆者の1人であるイオアニス・イエロポロス氏は既に、尿を発電源とする燃料電池を多数使って携帯電話に電力を供給しているといいます。共同執筆者の1人であるミレラ・ディ・ロレンソ氏によると、現在努力を集中しているのは、より大きな燃料電池を作ることではなく、「電池の有効なミニチュア(小型)化と乗法化」の実現だといいます。同氏によれば、尿を発電源とする燃料電池は、他の再生可能燃料と競うことを目的としておらず、どこにでも普遍的にある廃棄物を使う目的で作られています。

 

 同チームは、この技術のおかげで、最終的には開発途上国の電気の全くない場所で小さな電気が提供できるようになるよう望んでいるといいます。(ソースWSJ

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